Retificadores moleculares: transferÃncia autoconsistente de elÃtrons em sistemas doadoraceitador

AUTOR(ES)

Augusto CÃsar Lima Moreira

DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

AtravÃs de cÃlculos ab initio Hartree-Fock e com base na teoria do funcional densidade, esta dissertaÃÃo consiste em um estudo teÃrico sobre os efeitos do campo elÃtrico na estrutura eletrÃnica de um sistema molecular do tipo doador - ponte saturada - aceitador, como parte de uma avaliaÃÃo mais completa de molÃculas que possam servir como dispositivos retificadores moleculares. O sistema analisado foi a 2-amino-5-(3-mercapto-5-nitrobenzil)benzenotiol, uma molÃcula formada por dois anÃis benzeno possuindo um grupo funcional doador (amino) e um grupo funcional aceitador (nitrobenzeno), unidos por uma ponte constituÃda por metileno. Inicialmente investigamos possÃveis alteraÃÃes nas posiÃÃes dos nÃveis de energia e na localizaÃÃo espacial dos orbitais moleculares de fronteira em funÃÃo da intensidade do campo elÃtrico externo aplicado. A compreensÃo, ainda que qualitativa, de tais alteraÃÃes à condiÃÃo necessÃria para o entendimento do transporte de elÃtrons pela molÃcula. Nossos resultados mostram que tanto a localizaÃÃo dos orbitais de fronteira quanto a posiÃÃo dos nÃveis de energia sofrem mudanÃas significativas, com o cruzamento de nÃveis levando a efeitos importantes como a inversÃo na localizaÃÃo espacial. Uma vez melhor entendido o comportamento da molÃcula na presenÃa de um campo elÃtrico externo, se tornou possÃvel a obtenÃÃo de expressÃes para descrever a corrente elÃtrica e a condutÃncia do sistema quando conectado a dois eletrodos metÃlicos. A corrente resulta da probabilidade conjunta de trÃs eventos distintos (transferÃncia eletrodo 1 - molÃcula; transferÃncia intramolecular; transferÃncia molÃcula - eletrodo 2) e, devido Âa assimetria intrÃnseca da molÃcula, um perfil de retificaÃÃo deveria ser esperado na curva externa versus corrente. Isso foi de fato observado e, em adiÃÃo, efeitos de resistÃncia diferencial negativa (NDR) se fizeram presentes

ASSUNTO(S)

ndr donor-acceptor system molecular rectifier fisica inversÃo de orbitais moleculares retificador molecular ndr

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